[发明专利]磁控溅射靶材表面粗糙度的监测方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术，特别是涉及一种磁控溅射靶材表面粗糙度的监测方法和系统。 

背景技术

磁控溅射(Magnetic Sputter)技术是半导体制造工艺中普遍应用的一种镀膜技术，其工作原理是通过射频电源(RF Power)或直流电源(DC Power)形成的等离子体(Plasma)内的具有高能量的气体离子(Gas Ion)撞击靶材(Target)表面，将粒子(Particle)从靶材表面射出并贴附到基板表面，从而在基板表面形成膜层。 

在采用磁控溅射技术进行镀膜过程中，对靶材表面的粗糙度有一定的要求。如果靶材表面的某个部位有较大的异物、或者靶材表面存在某个较小但尖锐的异物，异物在溅射过程中会积累大量的电荷；当异物积累的电荷达到一定数量时，积累的电荷会在瞬间释放出来，使得靶材上存有异物的部分与基板之间的电压瞬间发生较大的变化而产生电弧(Arc)，该现象称为异常放电(Unusually Discharge)现象。 

由于异常放电现象所导致的镀膜产品不良的缺陷，在半导体制造工艺，特别是液晶显示器(Liquid Crystal Device，简称LCD)的薄膜晶体管(ThinFilm Transistor，简称TFT)制造工艺中时有发生。为了监控镀膜质量，可在磁控溅射设备中安装监控设备，用于监测磁控溅射靶的表面粗糙度。现有技术监控设备的工作机理是在磁控溅射设备镀膜过程中，记录阴极(靶材设于阴极处)的阳极(待镀膜的基板设于阳极处)之间的电压波动情况，并记录在镀膜过程中发生电弧的数量；当镀膜过程中发生电弧的数量超过某一阈值时，监控设备发出报警，并停止溅射镀膜进程。 

发明人在实现本发明过程中发现，现有技术监控设备在异常放电现象发生之后才能获取监测结果，在采用磁控溅射技术进行镀膜过程中不能够避免由于靶材上异物的异常放电所导致的产品不良，因而具有磁控溅射靶表面粗糙度监测程序滞后、效率较低等缺陷。 

本发明的目的是提供一种磁控溅射靶表面粗糙度的监测方法和系统，用以克服现有技术存在的磁控溅射靶表面粗糙度监测程序滞后、效率较低等技术缺陷。 

为实现上述目的，本发明提供了一种磁控溅射靶材表面粗糙度的监测方法，包括： 

步骤1、在对靶材和基板之间施加电压以对所述基板进行镀膜之前，测试所述靶材当前状态下各测试区的表面粗糙度； 

步骤2、根据所述靶材当前状态下各测试区的表面粗糙度，生成所述靶材的表面粗糙度变化曲线，并将所述表面粗糙度变化曲线与预设的所述靶材的表面粗糙度标准变化曲线进行比较，获取所述靶材表面各测试区的粗糙度偏差； 

步骤3、在所述粗糙度偏差超出设定的阈值时，输出用于提示靶材表面粗糙度异常的报警信息；否则，输出用于提示靶材表面粗糙度正常的信息； 

其中，所述步骤3中的在所述粗糙度偏差超出设定的阈值时，执行以下步骤： 

步骤31、获取所述粗糙度偏差超出设定的阈值的所述靶材表面测试区的位置信息，以输出粗糙度偏差超出阈值对应的靶材表面测试区的坐标； 

步骤301、将步骤31获取的测试区坐标，与数据库中存储的数据相应坐标进行比较； 

步骤302、判断数据库中是否存有步骤301获取的测试区坐标的历史记录，如果有，执行步骤310；否则，执行步骤32； 

步骤310、根据实际需要确定是否将设备腔体打开，以对靶材表面进行清洁处理；结束本流程； 

或者，步骤310为：重新执行步骤1，再次确认该测试区是否持续发生异常的报警信息；如果该测试区持续发生异常的报警信息，则打开设备腔体，对靶材表面进行清洁处理；结束本流程； 

步骤32、在所述靶材表面测试区的当前粗糙度满足预设表面清洁条件时，对所述位置信息相应的靶材表面测试区进行表面清洁以降低该区域的表面粗糙度，之后执行步骤1。为实现上述目的，本发明还提供了一种磁控溅射靶材表面粗糙度的监测系统，包括磁控溅射设备，还包括： 

测试装置，用于测试所述磁控溅射设备中靶材当前状态下各测试区的表面粗糙度； 

分析装置，用于根据所述靶材当前状态下各测试区的表面粗糙度，生成所述靶材的表面粗糙度变化曲线，并将所述表面粗糙度变化曲线与预设的所述靶材的表面粗糙度标准变化曲线进行比较，获取所述靶材表面各测试区的粗糙度偏差；